{"id":53134,"date":"2013-11-13T00:00:00","date_gmt":"2013-11-12T23:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/zukunft\/dlr-forscher-machen-batterien-fuer-elektrofahrzeuge-sicherer-und-effizienter.html"},"modified":"2013-11-13T00:00:00","modified_gmt":"2013-11-12T23:00:00","slug":"dlr-forscher-machen-batterien-fuer-elektrofahrzeuge-sicherer-und-effizienter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/zukunft\/dlr-forscher-machen-batterien-fuer-elektrofahrzeuge-sicherer-und-effizienter\/","title":{"rendered":"DLR-Forscher machen Batterien f\u00fcr Elektrofahrzeuge sicherer und effizienter"},"content":{"rendered":"

Die Reichweite und Leistung von Elektrofahrzeugen h\u00e4ngt unmittelbar von den verwendeten Batterien ab.\u00a0Lithium-Ionen-Batterien gelten derzeit als sehr vielversprechend f\u00fcr den Einsatz in alternativen Fahrzeugantrieben aufgrund ihrer hohen Energiedichte und ihres geringen Kapazit\u00e4tsverlusts bei h\u00e4ufigen aber unvollst\u00e4ndigen Lade- und Entladevorg\u00e4ngen. <\/p>\n

Im Verbundprojekt „Li-EcoSafe“ arbeiten die Batterieexperten des Deutschen Zentrums f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR) nun gemeinsam mit dem\u00a0Zentrum f\u00fcr Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-W\u00fcrttemberg (ZSW)<\/a> sowie der\u00a0Universit\u00e4t Ulm <\/a>daran, Lithium-Ionen-Batterien effizienter, kosteng\u00fcnstiger und sicherer zu machen.<\/p>\n

So wollen die Wissenschaftler dazu beitragen, die Alltagstauglichkeit und damit die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen bei den Verbrauchern zu verbessern. Im Zuge des Projekts betrachten die Forscher die gesamte Entwicklungslinie: von den Materialien bis hin zu geeigneten Betriebsstrategien. Der Verbund ist ein Exzellenz-Zentrum f\u00fcr Batterie-Forschung, das vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Programm „Excellent Battery“ gef\u00f6rdert wird.<\/p>\n

Die Vielfalt macht\u2019s \u2013 unterschiedliche Typen von Lithium-Ionen-Batterien<\/strong><\/p>\n

Die Bezeichnung Lithium-Ionen-Batterie ist der Oberbegriff f\u00fcr einen bestimmten Batterietyp, bei dem Lithium-Ionen als Ladungstr\u00e4ger zum Einsatz kommen. Diese wandern in einem meist fl\u00fcssigen Medium, dem Elektrolyten, zwischen den beiden Elektroden. Je nach Aufbau und eingesetzten Materialien entstehen spezielle Varianten wie Lithium-Kobaltoxid- oder Lithium-Eisenphosphat-Batterien, deren Eigenschaften sich teilweise deutlich unterscheiden.<\/p>\n

„Um das Konzept der Lithium-Ionen-Batterie weiterzuentwickeln, sind f\u00fcr uns besonders die chemischen Reaktionen an den Grenzfl\u00e4chen zwischen Elektroden und Elektrolyten interessant. Denn sie beeinflussen die Eigenschaften der jeweiligen Batterie“, erkl\u00e4rt Dr. Norbert Wagner, der beim\u00a0DLR-Institut f\u00fcr Technische Thermodynamik<\/a> in Stuttgart das Projekt betreut.<\/p>\n

Mit diesem Wissen lassen sich neue Materialien f\u00fcr den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien entwickeln oder die Oberfl\u00e4che der Elektroden so gestalten, dass diese m\u00f6glichst vorteilhafte Eigenschaften aufweist und die Batterien sicher betrieben werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Ob \u00dcberladen oder hohe Temperaturen: Batterien im H\u00e4rtetest<\/strong><\/p>\n

Als einen Schwerpunkt im Verbundprojekt bauen die DLR-Experten unterschiedliche Lithium-Ionen-Batterien auf und erproben sie in umfangreichen Laborversuchen. Anhand spezieller Vorgaben, die sich an Standardtestzyklen der Automobilindustrie orientieren, werden die Batterien in Testschr\u00e4nken immer wieder geladen und entladen. Die Wissenschaftler beobachten dabei, wie sich die Speicherkapazit\u00e4t entwickelt und wie sich die Batterie in Grenzbereichen verh\u00e4lt, zum Beispiel beim \u00dcberladen oder hohen Temperaturen. Da f\u00fcr Anwendungen im Fahrzeug strenge Sicherheitsanforderungen gelten, sind konkrete Empfehlungen wichtig, um den sicheren Betrieb zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n

„In diesem Zusammenhang interessieren wir uns f\u00fcr die Frage, unter welchen Bedingungen und an welchen Orten es innerhalb der Batterie zu sch\u00e4dlicher W\u00e4rmeentwicklung kommt, meist aufgrund unerw\u00fcnschter Nebenreaktionen“, beschreibt Norbert Wagner die Arbeiten. Diese W\u00e4rmeentwicklung kann dazu f\u00fchren, dass sich der Elektrolyt zersetzt und an der Kathode Sauerstoff entsteht. Der Druck im Inneren der Batterie nimmt zu und kann sie zum Bersten bringen oder in Brand setzen.<\/p>\n

Neuartige Messmethoden f\u00fcr Wissenschaft und Anwender<\/strong><\/p>\n

Um Vorg\u00e4nge wie Spannungs- oder Kapazit\u00e4tsverluste m\u00f6glichst genau zu erfassen und zu verstehen, arbeiten die DLR-Forscher au\u00dferdem an neuartigen Messmethoden. Dazu teilen sie die Oberfl\u00e4che der Elektroden gezielt in einzelne Segmente auf und verfolgen die dort ablaufenden Reaktionen. Ein weiteres Verfahren, die sogenannte In-Situ-Diagnostik, erm\u00f6glicht es den Stuttgarter Experten, quasi ins Innere der Batterie zu blicken und Messungen vorzunehmen, w\u00e4hrend die Batterie in Betrieb ist.<\/p>\n

Diese Fortschritte auf dem Gebiet der Messmethodik k\u00f6nnen in Zukunft auch zur Entwicklung komplexerer Batteriemanagementsysteme beitragen. Diese liefern dem Fahrer eines Elektroautos beispielsweise auf Knopfdruck aktuelle Informationen \u00fcber den Lade- und Gesundheitszustand sowie die Lebensdauer seiner Batterie.<\/p>\n

Quelle<\/h5>\n

Deutsches Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR)\u00a02013<\/p>\n

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